Sio siri kwamba katika ulimwengu wa kisasa, damu ya uchumi wa ulimwengu ni mafuta, ile inayoitwa dhahabu nyeusi. Katika karne zote za 20 na 21, ni mafuta ambayo inabaki kuwa moja ya madini muhimu sana kwa sayari kwa wanadamu. Mnamo 2010, mafuta yalichukua nafasi inayoongoza katika usawa wa mafuta na nishati ulimwenguni, uhasibu wa 33.6% ya jumla ya matumizi ya nishati. Wakati huo huo, mafuta ni rasilimali isiyoweza kurejeshwa, na sema kwamba mapema au baadaye akiba yake itakamilika imekuwa ikiendelea kwa zaidi ya miaka kumi na mbili.
Kulingana na wanasayansi, akiba ya mafuta iliyothibitishwa ulimwenguni itadumu kwa karibu miaka 40, na zile ambazo hazijachunguzwa kwa miaka 10-50. Kwa mfano, huko Urusi, mnamo Januari 1, 2012, kulingana na habari iliyotolewa rasmi (hadi wakati huu, habari juu ya akiba ya mafuta na gesi ilikuwa imeainishwa), kiwango cha akiba ya mafuta inayoweza kupatikana ya kategoria A / B / C1 ilikuwa bilioni 17.8 tani, au mapipa 129, 9 bilioni (kulingana na hesabu ambayo tani moja ya mafuta ya Urals ya kuuza nje ni mapipa 7.3). Kulingana na ujazo wa uzalishaji uliopo, rasilimali hizi za asili zitatosha kwa nchi yetu kwa miaka 35.
Wakati huo huo, katika hali yake safi, mafuta hayatumiki. Thamani kuu iko katika bidhaa za usindikaji wake. Mafuta ni chanzo cha mafuta ya kioevu na mafuta, na pia idadi kubwa ya bidhaa muhimu kwa tasnia ya kisasa. Bila mafuta, sio tu uchumi wa ulimwengu utasimama, lakini pia jeshi lolote. Magari na matangi hayatakwenda bila mafuta, ndege hazitaenda angani. Wakati huo huo, nchi zingine hapo awali zilinyimwa akiba yao ya dhahabu nyeusi. Ujerumani na Japani zilikuwa mfano mzuri wa nchi kama hizo katika karne ya 20, ambayo, ikiwa na msingi mdogo sana wa rasilimali, ilianzisha Vita vya Kidunia vya pili, kila siku ambayo ilidai matumizi makubwa ya mafuta. Wakati wa Vita vya Kidunia vya pili, Ujerumani kwa kiwango kikubwa, katika miaka kadhaa hadi 50%, iliridhisha mahitaji yake ya mafuta kupitia utengenezaji wa mafuta ya kioevu kutoka kwa makaa ya mawe. Njia ya kutoka kwake ilikuwa matumizi ya mafuta na mafuta. Vile vile vilifanywa katika karne iliyopita huko Afrika Kusini, ambapo Sasol Limited ilisaidia uchumi wa Afrika Kusini kufanya kazi kwa mafanikio chini ya shinikizo la vikwazo vya kimataifa wakati wa miaka ya ubaguzi wa rangi.
Mafuta ya bandia
Katika miaka ya 1920, watafiti wa Ujerumani Franz Fischer na Hans Tropsch, ambao walifanya kazi katika Taasisi ya Kaiser Wilhelm, waligundua mchakato unaoitwa mchakato wa Fischer-Tropsch. Umuhimu wake wa kimsingi ulikuwa utengenezaji wa haidrokaboni za syntetisk kwa matumizi yao kama mafuta ya sintetiki na mafuta ya kulainisha, kwa mfano, kutoka kwa makaa ya mawe. Haishangazi kwamba mchakato huu ulibuniwa na mafuta duni, lakini wakati huo huo, Ujerumani tajiri ya makaa ya mawe. Ilikuwa ikitumika sana kwa uzalishaji wa viwandani wa mafuta ya syntetisk ya kioevu. Ujerumani na Japan zilitumia sana mafuta haya mbadala wakati wa miaka ya vita. Nchini Ujerumani, uzalishaji wa kila mwaka wa mafuta bandia mnamo 1944 ulifikia takriban tani milioni 6.5, au mapipa 124,000 kwa siku. Baada ya kumalizika kwa Vita vya Kidunia vya pili, wanasayansi wa Ujerumani waliokamatwa waliendelea kufanya kazi katika eneo hili. Hasa, huko Merika, walishiriki katika Operesheni Paperclip, wakifanya kazi kwa Ofisi ya Madini.
Kuanzia katikati ya miaka ya 1930, teknolojia ya kutengeneza gesi iliyosafishwa kwa madhumuni ya kiteknolojia ya kemikali ilianza kuenea nchini Ujerumani, USA, USSR na nchi zingine zilizoendelea ulimwenguni, haswa kwa ujumuishaji wa misombo anuwai ya kemikali, pamoja na mafuta bandia. na mafuta ya kioevu. Mnamo 1935, tani elfu 835 na tani elfu 150 za petroli bandia zilitengenezwa huko Ujerumani na Uingereza kutoka kwa makaa ya mawe, hewa na maji, mtawaliwa. Na mnamo 1936, Adolf Hitler mwenyewe alizindua mpango mpya wa serikali huko Ujerumani, ambao ulitoa utengenezaji wa mafuta na mafuta.
Mwaka uliofuata, Franz Fischer, pamoja na Helmut Pichler (Hans Tropsch waliondoka Ujerumani kwenda USA mnamo 1931, ambapo alikufa miaka minne baadaye) waliweza kutengeneza njia ya muundo wa haidrokaboni kwa shinikizo la kati. Katika mchakato wao, wanasayansi wa Ujerumani walitumia vichocheo kulingana na misombo ya chuma, shinikizo la anga 10 na joto kali. Majaribio yao yalikuwa na umuhimu mkubwa kwa kupelekwa Ujerumani kwa uzalishaji wa kemikali ya tani kubwa za haidrokaboni. Kama matokeo ya utekelezaji wa mchakato huu, mafuta ya taa na petroli yenye idadi kubwa ya octane zilipatikana kama bidhaa kuu. Mnamo Agosti 13, 1938, mkutano ulifanyika huko Karinhalle - uwanja wa uwindaji wa Waziri wa Usafiri wa Anga wa Reich Hermann Goering, ambapo mpango wa ukuzaji wa uzalishaji wa mafuta ulipitishwa, ambao ulipokea ishara "Karinhalleplan". Chaguo la makazi ya Goering na kugombea kwake kama msimamizi wa programu haikuwa bahati mbaya, kwani Luftwaffe aliyeongozwa naye alitumia angalau theluthi moja ya mafuta yaliyotengenezwa nchini Ujerumani. Miongoni mwa mambo mengine, mpango huu ulitoa maendeleo muhimu katika utengenezaji wa mafuta ya sintetiki na mafuta ya kulainisha.
Mnamo 1939, mchakato wa Fischer-Tropsch ulizinduliwa katika Reich kwa kiwango cha kibiashara kuhusiana na makaa ya kahawia, amana ambayo yalikuwa matajiri haswa katikati ya nchi. Mwanzoni mwa 1941, jumla ya uzalishaji wa mafuta bandia katika Ujerumani ya Nazi ilipata uzalishaji wa mafuta ya mafuta, na kisha ikazidi. Mbali na mafuta bandia katika Reich, asidi ya mafuta, mafuta ya taa, na mafuta bandia, pamoja na mafuta ya kula, yalitengenezwa kutoka gesi ya jenereta. Kwa hivyo kutoka kwa tani moja ya mafuta ya kawaida yaliyofupishwa kulingana na njia ya Fischer-Tropsch, iliwezekana kupata tani 0.67 za methanoli na tani 0.71 za amonia, au tani 1.14 za alkoholi na aldehydes, pamoja na vileo vyenye mafuta mengi (HFA), au tani 0.26 ya hidrokaboni kioevu.
Mwisho wa Vita vya Kidunia vya pili, zaidi ya nusu mwaka kutoka anguko la 1944, wakati wanajeshi wa Jeshi Nyekundu walichukua uwanja wa mafuta wa Ploiesti (Romania) - chanzo kikuu cha asili cha malighafi kwa utengenezaji wa mafuta, ambayo ilidhibitiwa na Hitler, na hadi Mei 1945, kazi ya mafuta ya motor katika uchumi wa Ujerumani na jeshi lilifanya mafuta bandia ya kioevu na gesi ya jenereta. Tunaweza kusema kwamba Ujerumani ya Hitler ilikuwa himaya ambayo ilijengwa kwa malighafi iliyo na kaboni (haswa makaa ya mawe na kwa kiwango kidogo kwenye kuni za kawaida), maji na hewa. Asilimia 100 ya asidi ya nitriki iliyoboreshwa, ambayo ilikuwa muhimu kwa utengenezaji wa vilipuzi vyote vya kijeshi, 99% ya mpira na methanoli na 85% ya mafuta ya motor yalitengenezwa nchini Ujerumani kutoka kwa malighafi hizi.
Mitambo ya gesi ya makaa na hidrojeni ilikuwa mhimili wa uchumi wa Ujerumani mnamo miaka ya 1940. Miongoni mwa mambo mengine, mafuta ya usafirishaji wa anga, ambayo yalizalishwa kulingana na njia ya Fischer-Tropsch, iligundua 84.5% ya mahitaji yote ya Luftwaffe wakati wa miaka ya vita. Wakati wa Vita vya Pili vya Ulimwengu katika Ujerumani ya Nazi, njia hii ya usanisi wa mafuta ya dizeli ilitumika katika viwanda nane, ambavyo vilizalisha tani 600,000 za mafuta ya dizeli kwa mwaka. Kwa kuongezea, mradi huu ulifadhiliwa kikamilifu na serikali. Wajerumani walijenga viwanda kama hivyo katika nchi walizokuwa wakimiliki, haswa huko Poland (Auschwitz), ambayo iliendelea kufanya kazi hadi miaka ya 1950 ikijumuisha. Baada ya kumalizika kwa vita, viwanda hivi vyote nchini Ujerumani vilifungwa na kwa sehemu, pamoja na teknolojia, zilitolewa nje ya nchi kwa kulipia fidia kutoka USSR na USA.
mafuta ya shale
Chanzo cha pili cha utengenezaji wa mafuta, pamoja na makaa ya mawe, ni mafuta ya shale, mada ambayo haijaacha kurasa za vyombo vya habari vya ulimwengu kwa miaka michache iliyopita. Katika ulimwengu wa kisasa, moja ya mwelekeo muhimu zaidi unaozingatiwa katika tasnia ya mafuta ni kupungua kwa uzalishaji wa mafuta mepesi na wiani wa kati mafuta. Kupunguzwa kwa akiba ya mafuta iliyothibitishwa katika sayari hii inalazimisha kampuni za mafuta kufanya kazi na vyanzo mbadala vya haidrokaboni na kuzitafuta. Moja ya vyanzo hivi, pamoja na mafuta mazito na lami ya asili, ni shale ya mafuta. Akiba ya shale ya mafuta kwenye sayari huzidi akiba ya mafuta kwa agizo la ukubwa. Hifadhi zao kuu zimejilimbikizia Merika - karibu tani trilioni 450 (tani trilioni 24.7 za mafuta ya shale). Kuna akiba kubwa nchini China na Brazil. Urusi pia ina akiba kubwa, ambayo ina karibu 7% ya akiba ya ulimwengu. Nchini Merika, uzalishaji wa mafuta ya shale ulianza mwishoni mwa miaka ya 1940 na mapema miaka ya 1950 kwa kutumia njia ya mgodi. Kwa sehemu kubwa, uchimbaji huo ulikuwa wa majaribio na ulifanywa kwa kiwango kidogo.
Leo ulimwenguni kuna njia kuu mbili za kupata malighafi inayohitajika kutoka kwa shale ya mafuta. Ya kwanza yao inajumuisha uchimbaji wa mwamba wa shale na njia wazi au ya mgodi, ikifuatiwa na usindikaji katika mitambo maalum-mitambo, ambayo shale inakabiliwa na pyrolysis bila ufikiaji wa hewa. Wakati wa shughuli hizi, lami ya shale hupatikana kutoka kwa mwamba. Njia hii ilijaribiwa kikamilifu katika Umoja wa Kisovyeti. Miradi kama hiyo pia inajulikana kwa uchimbaji wa shale kwenye uwanja wa Irati nchini Brazil na katika mkoa wa China wa Fushun. Kwa ujumla, katika miaka ya 40 ya karne ya XX, na sasa njia ya uchimbaji wa shale na usindikaji wao unaofuata inabaki kuwa njia ya gharama kubwa, na gharama ya bidhaa ya mwisho bado ni kubwa. Katika bei za 2005, gharama ya pipa la mafuta kama hiyo ilikuwa $ 75- $ 90 kwenye pato.
Njia ya pili ya kuchimba mafuta ya shale inajumuisha kuiondoa moja kwa moja kutoka kwenye hifadhi. Ni njia hii ambayo imeibuka huko Merika katika miaka michache iliyopita na imewezesha kuzungumzia juu ya "mapinduzi ya shale" katika uzalishaji wa mafuta. Njia hii inajumuisha kuchimba visima vyenye usawa ikifuatiwa na majeraha mengi ya majimaji. Katika kesi hiyo, mara nyingi inahitajika kutekeleza inapokanzwa kwa kemikali au joto ya malezi. Ni dhahiri pia kwamba njia kama hiyo ya uchimbaji madini ni ngumu zaidi, na kwa hivyo ni ghali zaidi kuliko njia ya jadi ya uchimbaji, bila kujali teknolojia zilizotumiwa na maendeleo katika uwanja wa kisayansi. Hadi sasa, gharama ya mafuta ya shale ni kubwa zaidi kuliko mafuta ya kawaida. Kulingana na makadirio ya kampuni zinazozalisha mafuta zenyewe, uzalishaji wake unabaki faida na bei ya chini ya mafuta kwenye soko la ulimwengu juu ya $ 50-60 kwa pipa. Kwa kuongezea, njia zote mbili zina shida kubwa.
Kwa mfano, njia ya kwanza na shimo la wazi au mgodi wa shale ya mafuta na usindikaji wake unaofuata umezuiliwa sana na hitaji la kutumia kiwango kikubwa cha kaboni dioksidi - CO2, ambayo hutengenezwa katika mchakato wa kutoa lami ya shale kutoka kwake. Mwishowe, shida ya kutumia dioksidi kaboni bado haijasuluhishwa, na uzalishaji wake katika anga ya dunia umejaa shida kubwa za mazingira. Wakati huo huo, wakati mafuta ya shale hutolewa moja kwa moja kutoka kwa mabwawa, shida nyingine hutokea. Hii ni kiwango cha juu cha kupungua kwa kiwango cha mtiririko wa visima vilivyowekwa katika utendaji. Katika hatua ya mwanzo ya operesheni, visima, kwa sababu ya kunyunyizia majimaji mengi na sindano ya usawa, ina sifa ya viwango vya juu sana vya uzalishaji. Walakini, baada ya siku 400 za kazi, ujazo wa bidhaa zilizoondolewa hupungua sana (hadi 80%). Ili kulipa fidia kwa kushuka kwa kasi na kwa kiwango fulani kusawazisha wasifu wa uzalishaji, visima katika uwanja huo wa shale lazima ziwekwe katika hatua.
Wakati huo huo, teknolojia kama vile kuchimba visima kwa usawa na fracturing ya majimaji imeruhusu Merika kuongeza uzalishaji wa mafuta kwa zaidi ya 60% tangu 2010, ikileta kwa mapipa milioni 9 kwa siku. Hivi sasa, moja ya mifano iliyofanikiwa zaidi ya utumiaji wa teknolojia za uzalishaji wa mafuta ya shale ni uwanja wa Bakken, ulio katika majimbo ya Kaskazini na Kusini mwa Dakota. Ukuzaji wa uwanja huu wa mafuta wa shale umeunda aina ya furaha katika soko la Amerika Kaskazini. Miaka 5 tu iliyopita, uzalishaji wa mafuta katika uwanja huu haukuzidi mapipa elfu 60 kwa siku, na sasa tayari ni mapipa elfu 500. Wakati uchunguzi wa kijiolojia ulipofanywa hapa, akiba ya mafuta ya uwanja iliongezeka kutoka mapipa milioni 150 hadi bilioni 11. Mbali na uwanja huu wa mafuta, uzalishaji wa mafuta ya shale huko Merika unafanywa kwenye Chemchemi za Mifupa huko New Mexico, Eagle Ford huko Texas na Forks Tatu huko North Dakota.
